DE2118571A1

DE2118571A1 - Kreuzgelenk

Info

Publication number: DE2118571A1
Application number: DE19712118571
Authority: DE
Inventors: Douglas Austen Erdington Birmingham Edwards (Großbritannien)
Original assignee: GKN Birfield Transmissions Ltd
Current assignee: GKN Birfield Transmissions Ltd
Priority date: 1970-04-18
Filing date: 1971-04-16
Publication date: 1971-11-04
Also published as: FR2089762A5; GB1336993A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kreuzgelenk, dessen Zapfenkreuz die Gabelarme zweier Gabeln verbindet und bei dem in

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die Gabelarme Lager' en-foiaitende Lagerbüchsen eingesetzt sind, in denen die Lagerzapfen des Zapfenkreuzes aufgenommen sind.

Bei einem Kreuzgelenk der genannten Art ist vorgeschlagen worden, eine Stirnanlaufscheibe aus Kunststoff zwischen der Stirnfläche des Lagerzapfens und dem Boden der Lagerbüchse anzuordnen, so daß eine Axiallast vom Lagerzapfen auf die Lagerbüchse über die Stirnanlaufscheibe übertragen wird.

Diese Anordnung bringt einige Nachteile mit sich. Trotz Einhalten genauer Herstelltoleranzen tritt insbesondere nach einiger Laufdauer radiales, durch das Lager nicht überbrückbares Spiel zwischen dem Lagerzapfen und der Lagerbuchse auf. Wenn das Kreuzgelenk ein Drehmoment überträgt, haben daher die Achsen von Lagerzapfen und Lagerbüchse eine geringe Winkelabweichung, v/eil

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das Drehmoment bezüglich der Drehrichtung entweder auf der auflaufenden oder der ablaufenden Sei-fre des Lagerzapfens übertragen wird.

Die Stirnfläche des Lagerzapfens steht daher nicht genau parallel zum Boden der Lagerbüchse, so daß eine über die Stirnanlaufscheibe übertragene Axiallast auf einen Teil der Stirnanlaufscheibe lokalisiert wird, was zu hoher Beanspruchung dieses Teiles führt und möglicherweise Materialteilchen der Stirnanlaufscheibe von dieser abreißt.

'Wenn aus einem im Herz des Zapfenkreuzes befindlichen Reservoir Schmiermittel zu den Lagerelementen gefördert werden soll, wird das Schmiermittel zweckmäßigerweise zwischen der Stirnfläche des Lagerzapfens und dem Büchsenboden vorbei gefördert. Die Stirnanlaufscheibe bildet dabei ein Hindernis, und wenn zum Fördern des Schmiermittels Kanäle irgendwelcher Art in der Stirnanlaufscheibe vorgesehen sind, begünstigen diese aufgrund der lastübertragenden Funktion der Stirnanlaufscheibe den Verschleiß und werden möglicherweise durch von der Stirnanlaufscheibe aus den oben angegebenen Gründen abgetragenes Material blockiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kreuzgelenk der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine direkte metallische Berührung zwischen der Stirnfläche jedes Lagerzapfens und dem Büchsenboden der zugeordneten Lagerbüchse nicht stattfindet, wobei jedoch die oben genannten Nachteile vermieden sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß jeder Lagerzapfen eine Aussparung aufweist, in weicher der Schaft eines Stopfens aufgenommen ist, der einen außen konvex gekrümmten,, mit einer konkaven Lagerfläche im Boden der Lagerbüchse zusammenwirkenden Kopf aufweist₀

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Die sich berührenden Flächen des die konvex gekrümmte Fläche aufweisenden Kopfes und. der kon&av gekrümmten Lagerfläche im Boden der Lagerbüchse ermöglichen eine V/inkelabweichung zwischen den Achsen des Lagerzapfens und der Lagerbüchse, die die Parallelität zwischen deren beiden Stirnflächen aufhebt, ohne daß dadurch ein lokale Pressung mit daraus folgender überhöhter örtlicher Beanspruchung des Materials des Kopfes des Stopfens entsteht.

Der Stopfen kann aus einem elastisch verformbaren Kunststoff wie Nylon oder einem Polyacethal-Kunstharz, welches unter dem Handelsnamen DELRIN bekannt ist, bestehen. Der Kunststoff kann dabei mit einem Schmiermittel wie Molybdän-Disulfid imprägniert sein. Zweckmäßigerweise sitzt der Schaft des Stopfens mit Festsitz in der Aussparung des Lagerzapfens.

Aufgrund dieser Anordnung können die Stopfen in den entsprechenden Lagerzapfen des Kreuzgelenkes vormontiert v/erden, so daß die Montage des Zapfenkreuzes mit den Lagerbüchsen nicht durch das Vorhandensein zusätzlicher loser Teile erschwert ist.

Die Aussparungen der Lagerzapfen jedes Zapfenkreuzes können innen miteinander kommunizieren und mit Schmiermittel gefüllt sein. Vorzugsweise hat der Kopf des Stopfens kleinere radiale Abmessungen als die Lagerbüchse, und der Stopfen ist mit einem Schmierkanal versehen, um eine Schmiermittelzufuhr von der Aussparung her zu dem zwischen der Stirnfläche des Lagerzapfens und dem Büchsenboden befindlichen Zwischenraum und von dort zu den zwischen der Umfangsfläche des Lagerzapfens und der inneren Umfangsfläche der Lagerbüchse befindlichen Lagerelementen zu ermöglichen.

Daher kann aus dem radial äußeren Ende des in jedem Stopfen vorgesehenen Kanals Schmiermittel austreten und durch das Spiel

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zwischen der Stirnfläche des Lagerzapfens und dem gegenüberliegenden Büchsenboden durchtreten, urn^die Lagereiemente störungsfrei zu schmieren.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem ■Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch den Teil eines Lagerzapfens eines Kreuzgelenkes mit dazugehöriger Lagerbüchse, den zwischen dem Lagerzapfen und der Lagerbüchse vorgesehenen Lagerrollen und einem in einer Aussparung im Lagerzapfen . ' vorgesehenen Stopfen und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Stopfens.

Ein Kreuzgelenk, bei dem die Erfindung angewendet werden kann, umfaßt ein Zapfenkreuz mit vier von einem mittleren Abschnitt in einer gemeinsamen Ebene um 90° versetzt zueinander nach außen ragenden Lagerzapfen, welche die beiden Gabelarme einer Gelenkgabel mit den beiden Gabelarmen einer anderen Gelenkgabel verbinden. Jede Gelenkgabel kann mit einer Welle einstückig oder damit verbunden sein. Fig. 1 zeigt den äußeren Endabschnitt 10 eines der Lagerzapfen des Zapfenkreuzes, der Lagerzapfen weist eine Aussparung 11 auf, die sich von der Stirnfläche 12 des Lagerzapfens axial nach innen erstreckt. Die Aussparung 11 nimmt den Schaft 13 eines Stopfens 14 auf,der mit einem Kopf 15 versehen ist. Bei 16 ist die Aussparung 11 angesenkt, um einen zylindrischen Sitz für einen zylindrischen Abschnitt des Kopfes 15 zu schaffen. Der Kopf 15 hat außen eine konvex gekrümmte Oberfläche, z.B. eine teilkugelig gekrümmte Fläche.

In einer Bohrung des zugehörigen Gabelarmes (nicht dargestellt) ist eine zylindrische Lagerbüchse 17 eingesetzt, die

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zwischen dem Umfang des Endabschnitts 10 des Lagerzapfens und ihrem inneren Umfang gleichmäßig über diesen verteilt angeordnete Lagerrollen enthält. Der Boden 49 der Lagerbüchse ist in der Mitte mit einem nach außen gewölbten Abschnitt 20 versehen, dessen Innenfläche eine konkave Lagerfläche bildet, die mit der konvex gekrümmten Oberfläche des Kopfes 15 des Stopfens 14 zusammenwirkt. Die zusammenwirkenden, gekrümmten Flächen können, aber müssen nicht notwendig zueinander passend gekrümmt sein; sie können auch nur Berührung über einen wesentlichen Bereich miteinander haben, wobei sie jedoch stets eine Schwenkbewegung zwischen der Stirnfläche des Lagerzapfens und dem Büchsenboden zulassen müssen.

Der Stopfen 14 kann aus mit Molybdän-Disulfid imprägniertem Nylon bestehen und einen Schmiermittelkanal 21 aufweisen, um eine Strömung von Schmiermittel von der Aussparung 11 zu dem Raum zwischen dem Büchsenboden 19 und der Stirnfläche des Lagerzapfens und somit zu den Lagerrollen 18 zu ermöglichen. Der Schaft des Stopfens sitzt mit Festsitz in der Aussparung 11, wodurch ein zusätzliches loses Teil zwischen dem Lagerzapfen und der Lagerbüchse vermieden und damit die Montage vereinfacht ist.

Da der Durchmesser des Kopfes 15 des Stopfens 14 kleiner als der Innendurchmesser der Lagerbüchse 17 (etwa halb so groß) ist, besteht ein freier Zwischenraum 22 zwischen dem Büchsenboden und der Stirnfläche des Lagerzapfens. Daher kann Schmiermittel von der Aussparung 11 her ungehindert zu den Lagerrollen 18 fließen.

Wenn es erwünscht ist, kann das Zapfenkreuz mit Verbindungsbohrungen zwischen den Aussparungen 11 versehen sein, wodurch Schmiermittel von einer Aussparung zur anderen fließen kann.

Ansprüche, 109845/1260

Claims

Ansürüch'e

/ 1.; Kreuzgelenk, dessen Zapfenkreuz die Gabelarme zweier Gav. ^y ·-> » j. elemente

bein verbindet und bei dem in die Gabelarme Lager' enthaltende Lagerbüchsen eingesetzt sind, in denen die Lagerzapfen des Zapfenkreuzes aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerzapfen (1.0) eine Aussparung (11) aufweist, in welcher der Schaft (13) eines Stopfens (14) aufgenommen ist, der einen außen konvex gekrümmten, mit einer konkaven Lagerfläche im Boden (19) der Lagerbuchse (17) zusammenwirkenden Kopf (15) aufweist.
2. Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stopfen (14) aus einem elastisch verformbaren, gegebenenfalls mit Schmiermittel imprägnierten Kunststoff hergestellt ist.
3. Kreuzgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Schaft (13) des Stopfens (14) mit Festsitz in der Aussparung (11) des Lagerzapfens (10) sitzt.
4. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Kopf (15) des Stopfens (14) kleinere radiale Abmessungen als die Lagerbüchse (17) hat, und daß der Stopfen mit einem Schmierkanal (21) versehen ist.
5. Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die konvex gekrümmte Fläche des Kopfes (15) des Stopfens (14) teilkugelig ausgebildet ist und die konkav gekrümmte Lagerfläche im Boden (19) der Lagerbüchse (17) mit gleicher oder geringerer Krümmung ebenfalls teilkugelig ausgebildet ist..

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